[发明专利]适用于感测水的流入控制装置和使用方法

说明书

技术领域

本发明大体上涉及用于用于选择性控制流入井筒中的开采管柱的流体流的系统和方法。

背景技术

比如石油和天然气之类的碳氢化合物是使用钻入到地下岩层中的井筒从地下岩层中获取的。这些井一般是通过以下方式完成的，即沿着井筒长度布置套管并在每个这样的开采区附近的套管上打孔以将地岩层流体(比如碳氢化合物)抽入到井筒中。有时通过在开采区之间安装封隔器来将这些开采区彼此隔开。每个开采区的进入井筒中的流体被抽入通到地面的管道中。沿着开采区具有基本均匀的排出是理想的。不均匀的排出可能导致不希望有的情形，例如侵害性的气锥或水锥。在开采井的情况下，例如，气锥可以导致气体流入井筒，这样会显著降低石油产量。同样，水锥可以导致水流入石油产出流中，这减少了生产出的石油的量和并降低了质量。因此，横跨开采区需要提供均匀的排出或者需要提供有选择地隔离或减少开采区中所经历的不希望有的水和/或气体的流入的能力。

本发明致力于现有技术的这些以及其他需要。

发明内容

在一些方面，本发明提供用于对流入井筒中井筒管路的流体流进行控制的装置和相关的系统。在一个实施例中，一种装置可以包括与开采控制装置相关的流动路径，所述流动路径将所述流体从地岩层输送至所述井筒管路的流动腔。至少一个沿着所述流动路径的流入控制元件包括通过与水相互作用而调节至少一部分所述流动路径的流动横截面积的介质。所述流体可以流经所述介质和/或流经所述介质的内部空间容积。在一个实施例中，所述流入控制元件可以包括容纳所述介质的腔。在另一实施例中，所述至少一个流入控制元件可以包括沟槽，在限定所述沟槽的表面区域的至少一部分上定位有所述介质。所述沟槽可以具有在所述介质与水相互作用之前的第一流动横截面积以及在所述介质与水相互作用之后的第二流动横截面积。在实施例中，所述介质可以构造成与再生流体相互作用。此外，在实施例中，所述介质可以是无机固体——包括但不限于蛭石、云母、铝矽酸盐、膨润土及其混合物。在实施例中，所述介质可以是遇水可膨胀的聚合物——包括但不限于改性聚苯乙烯。此外所述介质可以是离子交换树脂珠。

在另一些方面，本发明提供一种用于对流入井筒中井筒管路的流体流进行控制的方法。所述方法可以包括：将所述流体从地岩层经过流动路径输送至所述井筒的流动腔；以及使用与水相互作用的介质调节至少一部分所述流动路径的流动横截面积。在实施例中，所述方法可以包括使得所述流体流经所述介质。所述流动可以在所述介质与水相互作用之前流经第一流动横截面积以及在所述介质与水相互作用之后流经第二流动横截面积。在实施例中，所述方法可以包括对所述介质进行标定，以在所述介质与水相互作用之后允许预先确定量的流量流经所述介质。

应该理解的是，已经相当宽泛地总结了本发明的较重要特征，以便可以更好地理解本发明的详细说明，以及便于理解对现有技术的贡献。当然，还具有附加的技术特征，这些特征在下文中将加以说明并且将形成所附权利要求的主题。

附图说明

通过结合附图而参考下面的详细说明，本领域的普通技术人员将容易理解并更清楚本发明的这些优点和其它方面，在所述附图中，相似的标号在所有的附图中表示相似或类似的元件，在所述附图中：

图1是示例的多区域井筒和带有根据本发明一实施例的流入控制系统的开采组件的示意图；

图2是带有根据本发明一实施例的流入控制系统的示例性裸眼开采组件的示意图；

图3是根据本发明一实施例的示例性流入控制装置的示意性剖视图；

图4是本发明的流入控制元件的第一示例性实施例的示意性剖视图；

图4A是图4的局部，示出填充有颗粒型介质的流入控制元件的实施例的腔；

图5是本发明的流入控制元件的第二示例性实施例的示意性剖视图；以及

图6A和6B是本发明的流入控制元件的第三示例性实施例的示意性剖视图。

具体实施方式

本发明涉及用于控制碳氢化合物开采井的开采的装置和方法。本发明容易有不同形式的实施例。对在附图中示出的、且将在文中详细说明的本发明的特定实施例的理解是，本说明书应被看做是本发明原理的示例，而非意在将本发明限制为文中所示出和所说明的内容。进一步地，尽管实施例可能描述为具有一个或多个特征或者两个或多个特征的组合，此特征或特征组合不应该理解为是必须的——除非有明确的声明。